IGBT驱动电路有哪些作用与怎么设计,又如何选择IGBT驱动器呢?

一、IGBT驱动电路有哪些作用与怎么设计,又如何选择IGBT驱动器呢?

看到大家如此积极的学习热情,凌博士决定牺牲自己午休的时间就这个问题给大家讲一讲关于IGBT驱动电路的那些事儿。

就像《极简电力电子学》中所说:IGBT本质上就是一个电子开关,就好比你家里墙上的开关,按一下,开关闭合,电灯亮起;再按一下,电灯熄灭。

当然,操作IGBT,不再是手,而是电子脉冲。高电平来临时,器件开通;低电平来临时,器件就关断。手动操作开关,可能一秒钟一两次,而我们的电子开关,一秒钟可以开关上万次,几十万次。

那么这时候问题来了:控制IGBT电子脉冲从哪儿来?

有的同学要举手了:我知道我知道!控制脉冲可以从MCU来!

恭喜你答对啦!

MCU就像我们的大脑,它控制我们身体的一举一动。但它发出的神经元信号非常微弱,根本无法按动开关。所以大脑需要把这个信号传送给手,由手部肌肉运动来产生一定的力量,摁下开关。IGBT的驱动就是控制IGBT的、灵巧又有力量的“手”。

那么,信号从MCU到DRIVER IC,中间都经历了什么?

首先,MCU的输出电流是mA级别,而IGBT需要的驱动电流可能达到几安培。IGBT驱动要完成的首要任务,就是作为一个放大器,放大电流。

其次,MCU输出电平一般是3.3V,而IGBT一般的驱动电压要达到15V。IGBT驱动需要把3.3V信号转成15V信号。而且这个15V,不是一般的15V。IGBT一般工作在桥式电路中。桥式电路会承受母线电压,在桥式电路的中点,即上管IGBT的发射极,在上管开通时,其电位与母线电压相同。这时上管IGBT驱动的工作,就是要在几百伏或上千线的电压基础之上,再生成一个15V的电压信号来。好比说MCU提供了一颗长在地上的小树苗,IGBT驱动的工作不光是要把小树苗变成大树,还要把它移植到高山上去。听起来是不是很厉害!

第三,MCU 在低压侧,一般供电电压5V。IGBT在高压侧,母线电压可达几千伏。因为低压侧会有人机接口,所以绝对不能让高压侧高电压流窜到低压侧,给人体造成伤害!有的时候,IGBT驱动可以做为低压侧和高压侧之间的屏障,防止副边高压对原边操作的人体造成伤害。如果IGBT驱动不具有绝缘能力的话,绝缘屏障就要加在MCU与人机接口之间。

能完成以上功能的驱动,我们称之为紧凑型驱动。

在有些应用场景下,驱动要提供丰富的保护功能。首先,驱动器要长出一双“眼睛”(故障检测),观察“电灯”(负载)或者“开关”(IGBT)运行是否正常。如果负载有异常,故障检测立刻发送信号给“大脑”MCU,MCU发指令给IGBT驱动,IGBT驱动关闭功率器件,避免炸机。我们把具有保护功能的IGBT驱动IC称为增强型驱动。IGBT驱动的保护功能包括欠压关断、短路保护、过压保护、过温保护、米勒钳位、软关断等。

IGBT驱动可以自己搭电路实现,也可以直接购买集成的驱动芯片。

英飞凌不光提供功率器件,也提供配套的驱动芯片。英飞凌驱动芯片技术有两类:非隔离型和隔离型。

非隔离型的驱动,使用的是level-shift电平转移技术,顾名思义,它能把平地上的小树苗移植到高山上去,但不具有绝缘能力。其中,SOI是一种特别的level-shift技术,它在绝缘的二氧化硅层上制作晶体管,杜绝了漏电流的产生,从而使驱动芯片具有很强的抗负压能力。

隔离型的驱动,市面上常见的隔离技术有光隔离,磁隔离,容性隔离。英飞凌隔离型驱动采用的是磁隔离技术,它使用两个线圈分别作为原边和副边的信号接收器,二氧化硅作为中间的绝缘层,又叫做无磁芯变压器技术。

刚刚接触IGBT驱动芯片的小伙伴,面对琳琅满目的IC型号难免眼花缭乱,

其实选择合适的IGBT驱动芯片非常简单,英飞凌有在线的驱动IC选择工具,只需要输入系统的电压、电流、绝缘等级等简单信息,工具就会推送合适的产品了。

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Gate Driver - Infineon Technologies

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二、IGBT驱动电路?

IGBT的驱动电路是驱动IGBT模块以能让其正常工作,同时对IGBT模块进行保护。IGBT 驱动电路是辅助电路,不是主要电路。

三、IGBT的驱动电路?

Mos场效应管的IGBT的驱动电路,是IGBT集电极产生较大的电压尖脉冲,增加IGBT栅极串联电阻RG有利于其安全工作的。

四、IGBT驱动电路分析?

IGBT驱动电路由快速应答而受控的放大电路和IGBT模块实现,尤其是驾驶IGBT模块所驱动的,它可以有效地控制IGBT的开关,从而实现有效的电力传输和控制。

根据IGBT驱动电路的运行特性,系统主要由交流电源驱动(ACPSU)、母线放大器、继电器和IGBT电源组成,它们彼此之间形成有效而紧密的耦合。

五、IGBT驱动电路分类?

IGBT驱动电路是用于变频电源的电力电子器件。

绝缘栅双极晶体管 IGBT 安全工作,它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身,自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 的特点,是发展最为迅速的新一代电力电子器件。

广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。

IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。

六、IGBT驱动电路的特点?

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

七、igbt驱动电路的要求?

对于大功率IGBT,选择驱动电路基于以下的参数要求:器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的大小,对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv/dt电流等参数有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系见表1。栅极正电压 的变化对IGBT的开通特性、负载短路能力和dVcE/dt电流有较大影响,而门极负偏压则对关断特性的影响比较大。在门极电路的设计中,还要注意开通特性、负载短路能力和由dVcE/dt 电流引起的误触发等问题(见表1)。表1 IGBT门极驱动条件与器件特性的关系由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化,因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常工作。为使IGBT能可靠工作。IGBT对其驱动电路提出了以下要求。1)向IGBT提供适当的正向栅压。并且在IGBT导通后。栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度,使IGBT的功率输出级总处于饱和状态。瞬时过载时,栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。IGBT导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下,VGE越高,VDS傩就越低,器件的导通损耗就越小,这有利于充分发挥管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允许超过20 V,原因是一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高,IGBT损坏的可能性就越大。通常,综合考虑取+15 V为宜。2)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间,由于电路中其他部分的工作,会在栅极电路中产生一些高频振荡信号,这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态,增加管子的功耗。重则将使调压电路处于短路直通状态。因此,最好给处于截止状态的IGBT加一反向栅压(幅值一般为5~15 V),使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。3)具有栅极电压限幅电路,保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为+20 V,驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。4)由于IGBT多用于高压场合。要求有足够的输入、输出电隔离能力。所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离,一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。5)IGBT的栅极驱动电路应尽可能的简单、实用。应具有IGBT的完整保护功能,很强的抗干扰能力,且输出阻抗应尽可能的低。

八、IGBT实用的驱动电路,以及一些设计细节?

管脚说明:

1:IGBT电流检测端,接IGBT的集电极。

2:盲区时间设定端。

3:未连接。

4:驱动器的辅助电源Vp的正端,Vcc

5:驱动器输出端,接IGBT的栅极。

6:驱动器的辅助电源Vp的负端,Vee。

7:未连接。

8:故障信号输出端。

9:短路保护后再次启动时间设定端。

10:软关断时间设定端。

11、12:空脚。

13、14:信号输入端。

九、mos和igbt驱动电路的区别?

MOS(金属-氧化物半导体)和 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)驱动电路是常见的功率半导体开关件驱动电路。它们在结构和工作原理上有所不同。

MOS 驱动器是通过控制 MOSFET 的栅极电压来控制电路的开关行为。MOS 驱动器通常在电路响应速度方面非常快,具有极低的开关损耗和无需漏极电流保护等特点。MOS 驱动器还具有更更小的体积、更低的成本等优点。但是,在高电压和大电流场合,MOS 驱动器的栅极电容会影响电池的响应速度。

相比之下,IGBT 驱动器使用电压控制的双极型晶体管来控制电路的开关。与 MOSFET 相比,IGBT 具有更高的电压和电流承载能力、开关速度较慢、体积较大和价格较高等缺点。但是,IGBT 可以稳定地在高温、高压、大电流和大功率的应用场合下工作,并且可以承受电容负载和电感负载,其性价比比 MOS 驱动器更高。

因此,选择 MOS 驱动器和 IGBT 驱动器取决于应用需求,包括电压、电流、功率、可靠性和成本等因素。

十、IGBT驱动电路如何和IGBT实物进行接线?

IGBT我记得好像不大清楚了,以下仅供参考:你这个实物IGBT实际上是集成了两个IGBT了,可以理解为两个IGBT串联起来了,所以有两个驱动接口,驱动电路驱动的实际上是IGBT的G和E,至于那个C极在三个大电极取一个,C极连接的其实是过电流保护。

具体要看IGBT的使用说明书,上面有数字序号标注和电路图

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